Tháng 1 năm 1961, ông được điều động làm Phó Ban Tài chính- Thương nghiệp Trung ương, Quyền Bộ trưởng Bộ Nội thương.[6]

Tháng 12 năm 1962, ông được Quốc hội phê chuẩn chính thức quyết định bổ nhiệm ông giữ chức Bộ trưởng Bộ Nội thương. Ông giữ chức vụ trên đến năm 1966.[7]

Từ tháng 4 năm 1966 đến tháng 3 năm 1973, ông lần lượt giữ các chức vụ: Trưởng ban Tài chính-Thương nghiệp Trung ương, Chủ nhiệm Văn phòng Tài chính- Thương nghiệp Phủ Thủ tướng (đến 1969)[8] kiêm Chủ nhiệm Ủy ban Vật giá Nhà nước, Chủ nhiệm Ủy ban Thanh tra của Chính phủ (1969 - tháng 3 năm 1974) [9][10][11]

Tháng 6 năm 1973, ông được bổ nhiệm làm Bộ trưởng Bộ Thủy lợi thay ông Hà Kế Tấn[12] kiêm Trưởng ban Chỉ huy chống lụt bão Trung ương, kiêm Phó Chủ nhiệm thường trực Ủy ban Trị thủy và khai thác sông Hồng. Ông giữ chức vụ Bộ trưởng Bộ Thủy lợi đến năm 1981 thì ông Nguyễn Cảnh Dinh thay thế.[13],[14],[15]

Tháng 12 năm 1976, tại Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam IV, ông được bầu làm Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam.

Cuối năm 1980, ông được phân công giữ chức Trưởng ban phân phối lưu thông của Trung ương Đảng.

Tháng 3 năm 1982, tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ V, ông tái đắc cử Ủy viên Trung ương Đảng, được bầu vào Ban Bí thư Trung ương Đảng phụ trách lĩnh vực nông nghiệp.

Tháng 10 năm 1986, ông được điều động giữ chức Bí thư Thành ủy Hà Nội.

Tháng 12 năm đó, tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI, ông tái đắc cử Ban Chấp hành Trung ương Đảng và được bầu vào Bộ Chính trị.

Tháng 10 năm 1988, ông được bầu bổ sung vào Ban Bí thư và giữ chức Thường trực Ban Bí thư Trung ương Đảng. Chức vụ Bí thư Thành ủy Hà Nội do ông Phạm Thế Duyệt kế nhiệm.

Tháng 6 năm 1991, ông nghỉ hưu.

Ông là Đại biểu Quốc hội Việt Nam các khóa III, IV, V, VI, VII và VIII.

Ông qua đời ngày 19 tháng 3 năm 2008 tại Hà Nội.

Hiện nay tên của ông được đặt tên cho một tuyến đường ở quận Hà Đông, Hà Nội, nối từ ngã tư Vạn Phúc - Tố Hữu đi qua các khu đô thị Văn Khê, An Hưng đến đường Lê Trọng Tấn.